Ⅰ 什麼是開關電源
開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。開關電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高於開關電源,這一點稱為成本反轉點。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術也在不斷地創新,這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動,這為開關電源提供了廣闊的發展空間。開關電源高頻化是其發展的方向,高頻化使開關電源小型化,並使開關電源進入更廣泛的應用領域,特別是在高新技術領域的應用,推動了高新技術產品的小型化、輕便化。另外開關電源的發展與應用在節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。開關電源中應用的電力電子器件主要為二極體、IGBT和MOSFET。SCR在開關電源輸入整流電路及軟啟動電路中有少量應用,GTR驅動困難,開關頻率低,逐漸被IGBT和MOSFET取代
Ⅱ DC-DC開關電源是什麼
DC-DC開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源。
開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術也在不斷地創新。
目前,開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用幾乎所有的電子設備,是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。
(2)開關電源技術pdf擴展閱讀:
DC-DC開關電源晶元的作用:
1、非隔離電源晶元,可實現高壓Buck、Boost、Buck-Boost、Flyback電路,恆壓輸出,功率一般在5W以下,空載功耗小於100mW。
具有欠壓保護、過流保護、短路保護、過溫保護、過載保護。有TSOT23-5和SOIC-8兩種封裝,常用於家電和電子消費類產品。
2、隔離反激電源晶元,內置700V高壓MOSFET,採用原邊反饋,可實現恆壓和恆流輸出,功率一般在8W以下,具有欠壓保護、過流保護、過溫保護、過壓保護。常用於手機充電器和手持設備適配器等小家電產品。
3、邊界控制導通模式PFC控制器,具有非常器的靜態工作電流,用於功率因數調整,功率一般在幾十瓦,常用於開關電源前級電路中,用於功率因數校正。
4、隔離反激電源晶元,固定工作頻率,內含抖頻功能,外接MOSFET,功率一般在二三十瓦以下,具有欠壓保護、過流保護、過溫保護、過壓保護、過載保護、短路保護。常用於交流轉直流的適配器中。
Ⅲ 求《精通開關電源設計(中文版)》誰有pdf的給份
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Ⅳ 有關開關電源的書
有關開關電源的書: 開關電源1是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。開關電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高於開關電源,這一點稱為成本反轉點。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術也在不斷地創新,這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動,這為開關電源提供了廣闊的發展空間,資料: http://www.schneider-electric.cn/china/cn/procts-services/automation-control/procts-offer/range-presentation.page?p_function_id=5007&p_family_id=5303&p_range_id=515
Ⅳ 求開關電源原理及實用電路圖
一、開關式穩壓電源的基本工作原理
開關式穩壓電源接控制方式分為調寬式和調頻式兩種,在實際的應用中,調寬式使用得較多,在目前開發和使用的開關電源集成電路中,絕大多數也為脈寬調制型。因此下面就主要介紹調寬式開關穩壓電源。
調寬式開關穩壓電源的基本原理可參見下圖。
向左轉|向右轉
Ⅵ 什麼是開關電源
開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術也在不斷地創新。目前,開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用幾乎所有的電子設備,是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。
傳統地將交流電變直流電的方法是整流,完成這種功能的機器叫整流器。
Ⅶ 開關電源是怎樣采樣電壓和電流的
開關電源中電壓采樣是通過對輸出電壓進行電阻分壓後送到431的基準端進行比較,控制光耦再去控制初級的PWM。電流采樣是對取樣電阻上的電壓檢測的方式來進行的。與電壓控制環路一樣。
開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術也在不斷地創新。目前,開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用幾乎所有的電子設備,是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。
Ⅷ 什麼是開關電源
開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。開關電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高於開關電源,這一點稱為成本反轉點。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術也在不斷地創新,這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動,這為開關電源提供了廣闊的發展空間。
開關電源高頻化是其發展的方向,高頻化使開關電源小型化,並使開關電源進入更廣泛的應用領域,特別是在高新技術領域的應用,推動了高新技術產品的小型化、輕便化。另外開關電源的發展與應用在節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。
開關電源中應用的電力電子器件主要為二極體、IGBT和MOSFET。
SCR在開關電源輸入整流電路及軟啟動電路中有少量應用,GTR驅動困難,開關頻率低,逐漸被IGBT和MOSFET取代。
開關電源的三個條件
1、開關:電力電子器件工作在開關狀態而不是線性狀態
2、高頻:電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻
3、直流:開關電源輸出的是直流而不是交流
開關電源的分類
人們在開關電源技術領域是邊開發相關電力電子器件,邊開發開關變頻技術,兩者相互促進推動著開關電源每年以超過兩位數字的增長率向著輕、小、薄、低雜訊、高可靠、抗干擾的方向發展。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類,DC/DC變換器現已實現模塊化,且設計技術及生產工藝在國內外均已成熟和標准化,並已得到用戶的認可,但AC/DC的模塊化,因其自身的特性使得在模塊化的進程中,遇到較為復雜的技術和工藝製造問題。以下分別對兩類開關電源的結構和特性作以闡述。
2.1 DC/DC變換
DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓,也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種,一是脈寬調制方式Ts不變,改變ton(通用),二是頻率調制方式,ton不變,改變Ts(易產生干擾)。其具體的電路由以下幾類:
(1)Buck電路——降壓斬波器,其輸出平均電壓
U0小於輸入電壓Ui,極性相同。
(2)Boost電路——升壓斬波器,其輸出平均電壓
U0大於輸入電壓Ui,極性相同。
(3)Buck-Boost電路——降壓或升壓斬波器,其
輸出平均電壓U0大於或小於輸入電壓Ui,極性相反,電感傳輸。
(4)Cuk電路——降壓或升壓斬波器,其輸出平均電
壓U0大於或小於輸入電壓Ui,極性相反,電容傳輸。
還有Sepic、Zeta電路。
上述為非隔離型電路,隔離型電路有正激電路、反激電路、半橋電路、全橋電路、推挽電路。
當今軟開關技術使得DC/DC發生了質的飛躍,美國VICOR公司設計製造的多種ECI軟開關DC/DC變換器,其最大輸出功率有300W、600W、800W等,相應的功率密度為(6.2、10、17)W/cm3,效率為(80~90)%。日本NemicLambda公司最新推出的一種採用軟開關技術的高頻開關電源模塊RM系列,其開關頻率為(200~300)kHz,功率密度已達到27W/cm3,採用同步整流器(MOS�FET代替肖特基二極體),使整個電路效率提高到90%。
2.2AC/DC變換
AC/DC變換是將交流變換為直流,其功率流向可以是雙向的,功率流由電源流向負載的稱為「整流」,功率流由負載返回電源的稱為「有源逆變」。AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電,因必須經整流、濾波,因此體積相對較大的濾波電容器是必不可少的,同時因遇到安全標准(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、、FCC、CSA),交流輸入側必須加EMC濾波及使用符合安全標準的元件,這樣就限制AC/DC電源體積的小型化,另外,由於內部的高頻、高壓、大電流開關動作,使得解決EMC電磁兼容問題難度加大,也就對內部高密度安裝電路設計提出了很高的要求,由於同樣的原因,高電壓、大電流開關使得電源工作損耗增大,限制了AC/DC變換器模塊化的進程,因此必須採用電源系統優化設計方法才能使其工作效率達到一定的滿意程度。
AC/DC變換按電路的接線方式可分為,半波電路、全波電路。按電源相數可分為,單相、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。
開關電源的選用
開關電源在輸入抗干擾性能上,由於其自身電路結構的特點(多級串聯),一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過,在輸出電壓穩定度這一技術指標上與線性電源相比具有較大的優勢,其輸出電壓穩定度可達(0.5~1)%。開關電源模塊作為一種電力電子集成器件,在選用中應注意以下幾點:
3.1輸出電流的選擇
因開關電源工作效率高,一般可達到80%以上,故在其輸出電流的選擇上,應准確測量或計算用電設備的最大吸收電流,以使被選用的開關電源具有高的性能價格比,通常輸出計算公式為:
Is=KIf
式中:Is—開關電源的額定輸出電流;
If—用電設備的最大吸收電流;
K—裕量系數,一般取1.5~1.8;
3.2接地
開關電源比線性電源會產生更多的干擾,對共模干擾敏感的用電設備,應採取接地和屏蔽措施,按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制,開關電源均採取EMC電磁兼容措施,因此開關電源一般應帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術的HA系列開關電源,將其FG端子接大地或接用戶機殼,方能滿足上述電磁兼容的要求。
3.3保護電路
開關電源在設計中必須具有過流、過熱、短路等保護功能,故在設計時應首選保護功能齊備的開關電源模塊,並且其保護電路的技術參數應與用電設備的工作特性相匹配,以避免損壞用電設備或開關電源。
開關電源技術的發展動向
開關電源的發展方向是高頻、高可靠、低耗、低雜訊、抗干擾和模塊化。由於開關電源輕、小、薄的關鍵技術是高頻化,因此國外各大開關電源製造商都致力於同步開發新型高智能化的元器件,特別是改善二次整流器件的損耗,並在功率鐵氧體(Mn�Zn)材料上加大科技創新,以提高在高頻率和較大磁通密度(Bs)下獲得高的磁性能,而電容器的小型化也是一項關鍵技術。SMT技術的應用使得開關電源取得了長足的進展,在電路板兩面布置元器件,以確保開關電源的輕、小、薄。開關電源的高頻化就必然對傳統的PWM開關技術進行創新,實現ZVS、ZCS的軟開關技術已成為開關電源的主流技術,並大幅提高了開關電源的工作效率。對於高可靠性指標,美國的開關電源生產商通過降低運行電流,降低結溫等措施以減少器件的應力,使得產品的可靠性大大提高。
模塊化是開關電源發展的總體趨勢,可以採用模塊化電源組成分布式電源系統,可以設計成N+1冗餘電源系統,並實現並聯方式的容量擴展。針對開關電源運行雜訊大這一缺點,若單獨追求高頻化其雜訊也必將隨著增大,而採用部分諧振轉換電路技術,在理論上即可實現高頻化又可降低雜訊,但部分諧振轉換技術的實際應用仍存在著技術問題,故仍需在這一領域開展大量的工作,以使得該項技術得以實用化。
電力電子技術的不斷創新,使開關電源產業有著廣闊的發展前景。要加快我國開關電源產業的發展速度,就必須走技術創新之路,走出有中國特色的產學研聯合發展之路,為我國國民經濟的高速發展做出貢獻。
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開關電源 測試方法
一. 耐電壓
(HI.POT,ELECTRIC STRENGTH ,DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND)KV
1.1 定義:於指定的端子間,例如:I/P-O/P,I/P-FG,O/P-FG間,可耐交流之有效值,漏電流一般可容許10毫安,時間1分鍾。
1.2 測試條件:Ta:25攝氏度;RH:室內濕度。
1.3 測試迴路:
1.4 說明:
1.4.1 耐壓測試主要為防止電氣破壞,經由輸入串入之高壓,影響使用者安全。
1.4.2 測試時電壓必須由0V開始調升,並於1分鍾內調至最高點。
1.4.2 放電時必須注意測試器之Timer設定,於OFF前將電壓調回 0V。
1.4.3 安規認證測試時,變壓器需另行加測,室內 ,溫度25攝氏度,RH:95攝氏度,48HR,後測試變壓器初/次級與初級/CORE。
1.4.5生產線測試時間為1秒鍾。
二.紋波雜訊(漣波雜訊電壓)
(Ripple & Noise)%,mv
2.1定義:
直流輸出電壓上重疊之交流電壓成份最大值(P-P)或有效值。
2.2測試條件:
I/P: Nominal
O/P : Full Load
Ta : 25℃
2.3測試迴路:
2.4測試波形:
2.5說明:
2.5.1示波器之GND線愈短愈好,測試線得遠離PUS。
2.5.2使用1:1之Probe。
2.5.3 Scope之BW一般設定於20MHz,但是對於目前的網路產品測試紋波雜訊最好將BW設為最大。
2.5.4 Noise與使用儀器,環境差異極大,因此測試必須表明測試地點。
2.5.5測試紋波雜訊以不超過原規格值 +1%Vo。
三.漏電流(泄漏電流)
(Leakage Current)mA
3.1定義:
輸入一機殼間流通之電流(機殼必須為接大地時)。
3.2測試條件:
I/P:Vin max.×1.06(TUV)/60Hz
Vin max.(UL1012)/60Hz
O/P: No Load/Full Load
Ta: 25 ℃
3.3測試迴路:
3.4說明:
3.4.1 L,N均需測。
3.4.2UL1012 R值為1K5。
TUV R值為2K/0。15uF。
3.4.3漏電流規格TUV:3。5mA,UL1012:5mA。
四.溫度測試
(Temperature Test)
4.1定義:
溫度測試指PSU於正常工作下,其零件或Case溫度不得超出其材質規
格或規格定值。
4.2測試條件:
I/P: Nominal
O/P: Full Load
Ta : 25℃
4.3測試方法:
4.3.1將Thermo Coupler(TYPE K)穩固的固定於量測的物體上
(速干、Tape或焊接方式)。
4.3.2 Thermo Coupler於末端絞三圈後焊成一球狀測試。
4.3.3我們一般用點溫計測量。
4.4測試零件:
熱源及易受熱源影響部分
例如:輸入端子、Fuse、輸入電容、輸入電感、濾波電容、橋整、熱
敏、突波吸收器、輸出電容、輸出電容、輸出電感、變壓器、鐵芯、
繞線、散熱片、大功率半導體、Case、熱源零件下之P.C.B.……。
4.5零件溫度限制:
4.5.1零件上有標示溫度者,以標示之溫度為基準。
4.5.2其他未標示溫度之零件,溫度不超過P.C.B.之耐溫。
4.5.3電感顯示個別申請安規者,溫升限制65℃Max(UL1012),75℃
Max(TUV)。
五.輸入電壓調節率
(Line Regulation), %
5.1定義:
輸入電壓在額定范圍內變化時,輸出電壓之變化率。
Vmax-Vnor
Line Regulation(+)=------------------
Vnor
Vnor-Vmin
Line Regulation(-)=------------------
Vnor
Vmax-Vmin
Line Regulation=----------------
Vnor
Vnor:輸入電壓為常態值,輸出為滿載時之輸出電壓。
Vmax:輸入電壓變化時之最高輸出電壓。
Vmin:輸入電壓變化時之最低輸出電壓。
5.2測試條件:
I/P:Min./Nominal/Max
O/P:Full Load
Ta:25℃
5.3測試迴路:
5.4說明:
Line Regulation 亦可直接Vmax-Vnor與Vmin-Vnor之±最大
值以mV表示,再配合Tolerance%表示。
六.負載調節率
(Load Regulation)%
5.1定義:
輸出電流於額定范圍內變化(靜態)時,輸出電壓之變化率。
|Vminl-Vcent|
Line Regulation(+)=------------------×100%
Vcent
|Vcent-VfL|
Line Regulation(-)=------------------×100%
Vcent
|VminL-VfL|
Line Regulation(%)=----------------×100%
Vcent
VmilL:最小負載時之輸出電壓
VfL:滿載時之輸出電壓
Vcent:半載時之輸出電壓
6.2測試條件:
I/P:Nominal
O/P:Min./Half/Full Load
Ta:25℃
6.3測試迴路:
6.4Load Regulation亦可直接Vmin.L-Vcent與Vcent-Vmax.之±最大
值以mV表示,再配合Tolerance%表示。
開關電源
隨著電力電子技術的告訴發展,電力電子設備與人們的工作、生活的關系日益密切,而電子設備都離不開可靠的電源,進入80年代計算機電源全面實現了開關電源化,率先完成計算機的電源換代,進入90年代開關電源相繼進入各種電子、電器設備領域,程式控制交換機、通訊、電子檢測設備電源、控制設備電源等都已廣泛地使用了開關電源,更促進了開關電源技術的迅速發展。開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關晶體管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。開關電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高於開關電源,這一成本反轉點。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術在不斷地創新,這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動,這為開關電源提供了廣泛的發展空間。
開關電源高頻化是其發展的方向,高頻化使開關電源小型化,並使開關電源進入更廣泛的應用領域,特別是在高新技術領域的應用,推動了高新技術產品的小型化、輕便化。另外開關電源的發展與應用在節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。
2 開關電源的分類
人們的開關電源技術領域是邊開發相關電力電子器件,邊開發開關變頻技術,兩者相互促進推動著開關電源每年以超過兩位數字的增長率向著輕、小、薄、低雜訊、高可靠、抗干擾的方向發展。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類,DC/DC變換器現已實現模塊化,且設計技術及生產工藝在國內外均已成熟和標准化,並已得到用戶的認可,但AC/DC的模塊化,因其自身的特性使得在模塊化的進程中,遇到較為復雜的技術和工藝製造問題。以下分別對兩類開關電源的結構和特性作以闡述。
2.1 DC/DC變換
DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓,也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種,一是脈寬調制方式Ts不變,改變ton(通用),二是頻率調制方式,ton不變,改變Ts(易產生干擾)。其具體的電路由以下幾類:
(1) Buck電路――降壓斬波器,其輸出平均電壓Uo小於輸入電壓Ui,極性相同。
(2) Boost電路――升壓斬波器,其輸出平均電壓Uo大於輸入電壓Ui,極性相同。
(3) Buck-Boost電路――降壓或升壓斬波器,其輸出平均電壓Uo大於或小於輸入電壓Ui,極性相反,電感傳輸。
(4) Cuk電路――降壓或升壓斬波器,其輸出平均電壓Uo 大於或小於輸入電壓UI,極性相反,電容傳輸。
當今軟開關技術使得DC/DC發生了質的飛躍,美國VICOR公司設計製造的多種ECI軟開關DC/DC變換器,其最大輸出功率有300W、600W、800W等,相應的功率密度為(6、2、10、17)W/cm3,效率為(80-90)%。日本NemicLambda公司最新推出的一種採用軟開關技術的高頻開關電源模塊RM系列,其開關頻率為(200~300)kHz,功率密度已達到27 W/cm3,採用同步整流器(MOS-FET代替肖特基二極體),是整個電路效率提高到90%。
2.2 AC/DC變換
AC/DC變換是將交流變換為直流,其功率流向可以是雙向的,功率流由電源流向負載的稱為「整流」,功率流由負載返回電源的稱為「有源逆變」。AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電,因必須經整流、濾波,因此體積相對較大的濾波電容器是必不可少的,同時因遇到安全標准(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、FCC、CSA),交流輸入側必須加EMC濾波及使用符合安全標準的元件,這樣就限制AC/DC電源體積的小型化,另外,由於內部的高頻、高壓、大電流開關動作,使得解決EMC電磁兼容問題難度加大,也就對內部高密度安裝電路設計提出了很高的要求,由於同樣的原因,高電壓、大電流開關使得電源工作消耗增大,限制了AC/DC變換器模塊化的進程,因此必須採用電源系統優化設計方法才能使其工作效率達到一定的滿意程度。
AC/DC變換按電路的接線方式可分為,半波電路、全波電路。按電源相數可分為,單項、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。
3 開關電源的選用
開關電源在輸入抗干擾性能上,由於其自身電路結構的特點(多級串聯),一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過,在輸出電壓穩定度這一技術指標上與線性電源相比具有較大的優勢,其輸出電壓穩定度可達(0.5~1)%。開關電源模塊作為一種電力電子集成器件,在選用中應注意以下幾點:
3.1輸出電流的選擇
因開關電源工作效率高,一般可達到80%以上,故在其輸出電流的選擇上,應准確測量或計算用電設備的最大吸收電流,以使被選用的開關電源具有高的性能價格比,通常輸出計算公式為:
Is=KIf
式中:Is―開關電源的額定輸出電流;
If―用電設備的最大吸收電流;
K―裕量系數,一般取1.5~1.8;
3.2接地
開關電源比線性電源會產生更多的干擾,對共模干擾敏感的用電設備,應採取接地和屏蔽措施,按ICE1000.EN61000.FCC等EMC限制,形狀開關電源均採取EMC電磁兼容措施,因此開關電源一般應帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術的HA系列開關電源,將其FG端子接大地或接用戶機殼,方能滿足上述電磁兼容的要求。
3.3保護電路
開關電源在設計中必須具有過流、過熱、短路等保護功能,故在設計時應首選保護功能齊備的開關電源模塊,並且其保護電路的技術參數應與用電設備的工作特性相匹配,以避免損壞用電設備或開關電源。
4 開關電源技術的發展動向
開關電源的發展方向是高頻、高可靠、低耗、低雜訊、抗干擾和模塊化。由於開關電源輕、小、薄的關鍵技術是高頻化,因此國外各大開關電源製造商都致力於同步開發新型高智能化的元器件,特別是改善二次整流器件的損耗,並在功率鐵氧體(Mn-Zn)材料上加大科技創新,以提高在高頻率和較大磁通密度(Bs)下獲得高的磁性能,而電容器的小型化也是一項關鍵技術。SMT技術的應用使得開關電源取得了長足的進展,在電路板兩面布置元器件,以確保開關電源的輕、小、薄。開關電源的高頻化就必然對傳統的PWM開關技術進行創新,實現ZVS、ZCS的軟開關技術已成為開關電源的主流技術,並大幅提高了開關電源工作效率。對於高可靠性指標,美國的開關電源生產商通過降低運行電流,降低結溫等措施以減少器件的應力,使得產品的的可靠性大大提高。
模塊化是開關電源發展的總體趨勢,可以採用模塊化電源組成分布式電源系統,可以設計成N+1冗餘電源系統,並實現並聯方式的容量擴展。針對開關電源運行雜訊大這一缺點,若單獨追求高頻化其雜訊也必將隨著增大,而採用部分諧振轉換電路技術,在理論上即可實現高頻化又可降低雜訊,但部分諧振轉換技術的實際應用仍存在著技術問題,故仍需在這一領域開展大量的工作,以使得該項技術得以實用化。
Ⅸ 開關電源電路是怎樣的工作原理
原理簡介
開關電源的工作過程相當容易理解,在線性電源中,讓功率晶體管工作在線性模式,與線性電源不同的是,PWM開關電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷的狀態,在這兩種狀態中,加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的(在導通時,電壓低,電流大;關斷時,電壓高,電流小)/功率器件上的伏安乘積就是功率半導體器件上所產生的損耗。 與線性電源相比,PWM開關電源更為有效的工作過程是通過「斬波」,即把輸入的直流電壓斬成幅值等於輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現的。脈沖的占空比由開關電源的控制器來調節。一旦輸入電壓被斬成交流方波,其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數就可以增加輸出的電壓組數。最後這些交流波形經過整流濾波後就得到直流輸出電壓。 控制器的主要目的是保持輸出電壓穩定,其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器,可以設計成與線性調節器相同。他們的不同之處在於,誤差放大器的輸出(誤差電壓)在驅動功率管之前要經過一個電壓/脈沖寬度轉換單元。 開關電源有兩種主要的工作方式:正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小,但是工作過程相差很大,在特定的應用場合下各有優點。
電路原理
所謂開關電源,顧名思義,就是這里有一扇門,一開門電源就通過,一關門電源就停止通過,那麼什麼是門呢,開關電源里有的採用可控硅,有的採用開關管,這兩個元器件性能差不多,都是靠基極、(開關管)控制極(可控硅)上加上脈沖信號來完成導通和截止的,脈沖信號正半周到來,控制極上電壓升高,開關管或可控硅就導通,由220V整流、濾波後輸出的300V電壓就導通,通過開關變壓器傳到次級,再通過變壓比將電壓升高或降低,供各個電路工作。振盪脈沖負半周到來,電源調整管的基極、或可控硅的控制極電壓低於原來的設置電壓,電源調整管截止,300V電源被關斷,開關變壓器次級沒電壓,這時各電路所需的工作電壓,就靠次級本路整流後的濾波電容放電來維持。待到下一個脈沖的周期正半周信號到來時,重復上一個過程。這個開關變壓器就叫高頻變壓器,因為他的工作頻率高於50HZ低頻。那麼推動開關管或可控硅的脈沖如何獲得呢,這就需要有個振盪電路產生,我們知道,晶體三極體有個特性,就是基極對發射極電壓是0.65-0.7V是放大狀態,0.7V以上就是飽和導通狀態, -0.1V- -0.3V就工作在振盪狀態,那麼其工作點調好後,就靠較深的負反饋來產生負壓,使振盪管起振,振盪管的頻率由基極上的電容充放電的時間長短來決定,振盪頻率高輸出脈沖幅度就大,反之就小,這就決定了電源調整管的輸出電壓的大小。那麼變壓器次級輸出的工作電壓如何穩壓呢,一般是在開關變壓器上,單繞一組線圈,在其上端獲得的電壓經過整流濾波後,作為基準電壓,然後通過光電耦合器,將這個基準電壓返回振盪管的基極,來調整震盪頻率的高低,如果變壓器次級電壓升高,本取樣線圈輸出的電壓也升高,通過光電耦合器獲得的正反饋電壓也升高,這個電壓加到振盪管基極上,就使振盪頻率降低,起到了穩定次級輸出電壓的穩定,太細的工作情況就不必細講了,也沒必要了解的那麼細的,這樣大功率的電壓由開關變壓器傳遞,並與後級隔開,返回的取樣電壓由光耦傳遞也與後級隔開,所以前級的市電電壓,是與後級分離的,這就叫冷板,是安全的,變壓器前的電源是獨立的,這就叫開關電源。說到這里吧。
開關條件